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Benzinmotor als Selbstzünder?

Tach wohl

Ich weiss nicht wo ich diese Frage posten soll, deshalb mach ichs mal hier. Ein freundlicher Mod wird mir gegebenenfalls sicher beim verschieben helfen))).

Also folgendes: Ich frage mich seid längeren, wieso dass Benzinmotoren nicht als Selbszünder gebaut werden (können), analog zum Diesel, mit Direkteinspritzung.

Theoretisch wären ja da divese Vorteile vorhanden. Z.B. sehr hohe Verdichtungen, da Klopfen nicht nöglich wäre. Kombiniert mit hohen Ladedrücken.

Da wäre doch, wie gesagt theoretisch, der Traummotor möglich. Sehr hohes Drehmoment in tiefen Touren (Diesel) kombiniert mit hoher Drehfreude und Leistungsentfaltung des Benziners.

Dies ist wie gesagt nur ein Gedankenspiel.

Anhang:

Wenn das Ganze noch mit einer variablen Kompression, VTG Lader, Variable Steuerzeiten und stufenlosem Saugrohr kombiniert wäre...

Beste Antwort im Thema

Moin,

DARÜBER kann man auch wieder lange und breit diskutieren ;)

Ich denke nicht, das die Einspritzung einem Vergaser generell überlegen ist. Sie ist nur für die Abgasreinigung billiger und sie ist Wartungsärmer.

MFG Kester

24 weitere Antworten
24 Antworten
am 17. November 2004 um 14:57

Also,

der "Diesel" hat sein hohes Drehmoment aufgrund des meistens verbauten Turboladers, das gibt es natürlich auch bei Benzinern.

Ein Saugdiesel hat im Vergleich weniger Drehmoment als ein Leistungsgleicher Benziner.

Diesel ist unter Druck zündwillig und gerade das versucht man dem Benzin mit Zusätzen abzugewöhnen.

Ergo Benzin wird nicht durch KOmpressionsdruck und die daraus resultierende Hitze kontrolliert zu zünden sein.

Einen Direkteinspritzer-Benziner gibt es doch schon längst... GDI (Mitsubishi), FSI (VAG), ** Direct (Opel).

Dieser wird mittlerweile von Audi und VW schon mit einem Turbo versehen z.B. 2,0 FSI TUrbo.

Ein Benzindirekteispritzer ist mittlerweile eigentlich das Mittel der Wahl, nur ca. 1000€ teurer als der nahezu Leistungsgleiche normale Benziner, nicht wie ein Diesel 2500€ teurer (Diesel 2000€- Partikelfilter 500€).

...wenn der FSI nicht Super plus brauchen würde und das wird mittels V- Power und Ultimate immer teurer.

Allzeit gute Fahrt

Florian

Der Stand der Technik bezüglich Benzin Direkteinspritzung kombiniert mit Trubolader etc ist mir bekannt.

Was mich aber interessiert ist der genaue Grund, wieso dass Benzin nicht kontrolliert zur Selbstzündung gebracht werden kann.

Klopfen entsteht normalerweise an Punkten im Brennraum die nicht optimal geformt sind. Z.B. Oberkante Feuersteg, Ventiltaschen etc.

Dort entstehen kurzzeitig höhere Temparaturen als im restlichen Brennraum welche dann die Klopfexplosion auslösen

Dieser Umstand wäre ja ggf. nutzbar um in einem definierten Bereich Bedingungen zu erzeugen, welche auch Benzin zündwillger machen.

Es wäre ja sogar eine Zündkerze denkbar, welche mehr oder weniger gleichzeitig zur Benzineinspritzung zündet.

Drehmoment Diesel: Natürlich trägt der TL zur Drehmomentsteigerung bei. Es ist aber so dass auch die Eigenschaften des Diesel einfluss haben. Diesel brennt langsamer ab. Der Verbrennungsdruck wirkt so länger auf den Kolben. Daher auch mehr Drehmoment. Dies ist unter anderem auch ein Grund für das kleinere nutzbare Drehzahlfeld des Diesel.

Moin,

Ich mutmaße mal ...

Durch die schnellere Verbrennung des Benzins ... ist bei einer Selbstzündung keine gerichtete Flammfront möglich. das heißt, das die Flammfront (und damit die Druckfront) den Kolben nicht gerichtet sondern Stoßweise erreicht. Beim Diesel merkt man ja auch, das die Verbrennung nicht so harmonisch wie beim Benzinmotor ist.

Deshalb sitzen Zündkerzen ja auch möglichst zentral, da sich die Zündung ja kugelförmig ausbreitet.

MFG Kester

Tach

 

Neben- und Wirbelkammerdiesel verfügen ja auch über keine derartige beeinflussungsmöglichkeit.

Müsste aber theoretisch aber durch die Form des Kolbenbodens lösbar sein. Wie ja auch beim Diesel Direkteinspritzer, wo der gebündelte Dieselstrahl durch die Mulde aufgebrochen und verteilt wird.

Moin,

Mit dem Unterschied, das Diesel sich langsam entzündet, Benzin dies aber Schlagartig machen täte ...

MFG Kester

Servus.

So, ich werd jetzt etwas Verwirrung stiften.

Ein zündfähiges Benzin/Luftgemisch entzündet sich bereits bei relativ geringen Temperaturen und Drücken selbst.

Zu seligen "Oldtimerzeiten" kam es immer wieder zu dem Effekt daß, sehr warmgefahrene Benzinmotoren, nach abschalten der Zündung einfach weiterliefen ( Nachdieseln.)

da die Spritzufuhr weiterhin funktionierte.

Da hätte man also eine Form des Benzinmotors als Selbstzünder.

Dieses Laufverhalten war und ist allerdings sehr unerwünscht.

Da sich das Gemisch bereits weit vor dem Zünd OT des Kolbens entzündet kam es nicht nur zur unkontrollierten Verbrennung verschiedener Flammenfronten sondern auch zu hohen Drücken, bereits während des Verdichtungstaktes.

Ein Motor der so weiterlief zerstörte sich, innerhalb kurzer Zeit selbst. ( Loch im Kolben/ Kolbenfresser, beschädigte Lager......)

Um den Benzinmotoren ein solches Verhalten abzugewöhnen wurden dann bei Vergasermotoren sog. Leerlaufabschaltventile eingeführt die, die Gemischbildung bei ausgeschalteter Zündung verhinderten. Bei Einspritzsystemen stellt sich dieses Problem ja nicht.

Ein Benzinmotor muß, um funktionieren zu können sein Gemisch bereits zündfähig zur Verfügung gestellt bekommen. Dies geschieht in jedem Fall vor dem Einlassventil (egal ob Vergaser oder Einspritzer)

Lediglich Direkteinspritzer mit Kolbenmulden nach dem Heronprinzip machen hier eine Ausnahme.

(Die Einspritzung erfolgt hier aber unter unerheblichen Umgebungsdrücken)

Man spricht bei dem konventionellen Saug und Ladermotoren also meist von der " Äusseren" Gemischbildung.

(Ausserhalb des Zylinders.)

Dazu kommt noch daß, Flüssigkeiten nicht Zündfähig sind. Lediglich Gase brennen. Also wird der Kraftstoff von Vergaser oder Einspritzanlage bereits feinst zerstäubt zur verfügung gestellt. So kann der Treibstoff, in Verbindung mit dem Sauerstoffträger Luft schnellstens seinen Aggregatszustand in gasförmig ändern.

Der Rest ist bekannt: Es wird angesaugt, verdichtet und zum richtigen Zeitpunkt, mittels Zündkerze gezündet.

Es war immer das Problem den Benzinern das Selbstzünden abzugewöhnen, nicht umgekehrt.

Zwar kann man mit einem erhöhten Verdichtungsverhältnis mehr Leistung erzielen, benötigt dafür aber auch einen zündunwilligeren Sprit. ( Super/ Superplus etc.)

Bei den Dieselmotoren haben wir eine ganz andere Problemstellung.

Hier will man einen, an sich sehr zündunwilligen Treibstoff, kontrolliert verbrennen.

Im Dieselmotor Wird reine Luft angesaugt und nach dem Verdichten mit feinst zerstäubten Dieseltröpfchen versetzt. (Innere Gemischbildung)

Es ist dabei zunächst unerheblich ob der Treibstoff von einer Reihen, Verteiler oder Druckspeichereinspritzanlage (Commonrail) gefördert wird.

Das, sich in diesem Augenblick bildende, Zündfähige Gemisch entzündet sich an der Hohen Temperatur der vorverdichteten Luft ( 18 bis 22 Bar.. und mehr.)

Da der Diesel sehr Zündunwillig ist lässt sich der Brennraum so gestalten daß, die Verbrennung kontrolliert abläuft.

die Verbrennung beginnt und endet mit dem Einspritzzeitraum. (Förderbeginn = Zündzeitpunkt)

Als Selbstzündertreibstoff ist Benzin also absolut ungeeignet da eine gesteuerte Entzündung und Verbrennung nur unter geringen Verdichtungsdrücken möglich ist ( 8 bis 12 Bar.)

Man stünde vor der Aufgabe das komplette fertige Treibstoff-Luftgemisch, bereits vorverdichtet, einem Kolben kurz vor dessen oberem Totpunkt, schlagartig zur verfügung zu stellen.

Frühe Gasmotoren aus der Anfangszeit der Verbrennungsmotoren scheiterten an genau diesem Problem.

Vielleicht kommt ja mal ein Einstein des Verbrennungsmotors und vollbringt hier, gewissermaßen die Quadratur des Kreises.

Bis dahin aber, müssen wir damit leben daß hier zwei verschiedene Hubkolbensysteme arbeiten;

Otto und Dieselmotor eben.

Gruß

Schraubär

Moin,

Iss ja alles richtig ... nur ... erklärt es halt nicht wirklich, warum man keinen Benziner so bauen kann, das er sich beim selbstlauf nicht zerlegt.

Möglicherweise kann man das sogar, die Teile sind aber nur zu groß und schwer für PKW's.

MFG Kester

Themenstarteram 18. November 2004 um 9:43

@Schraubbär

Ich schliesse mich Kesters Meinung an.

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Als Selbstzündertreibstoff ist Benzin also absolut ungeeignet da eine gesteuerte Entzündung und Verbrennung nur unter geringen Verdichtungsdrücken möglich ist ( 8 bis 12 Bar.)

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Genau dieser Umstand würde mich genauer interesseieren. Die geringe Verdichtung basiert ja auf dem Klopfproblem. Dies würde aber bei innerer Gemischbildung bei OT ja wegfallen. (analog Diesel)

Welche Eigenschaften des Benzins sind es denn jetzt geanau die eine kontrollierte Selbstzündung verhindern? Benzin kann mit Additiven ja auf verschiedenste Eigenschaften hin "gezüchtet werden"?

Ich sehe allenfalls Probleme bei der Erzeugung der notwendigen hohen Einspritzdrücke, da Benzin nicht schmierend ist.

Oder ist es einfach so dass ein solcher Motor druchaus realisierbar wäre aber die zu erzielenden Vorteile den nötigen Mehraufwand wirtschaftlich nie rechtfertigen würden?

@Kester

Dies wäre jetzt zum Beispiel eine Frage welche ich in einem allgemeinen technischen Forum gestellt hätte, welches ich mal vorgeschlagen hatte. Man könnte sie ja noch grob aufteilen in Motor/Getriebe, Fahrwerk und Bremse, Elektrik etc.

Der Vorteil wäre dass interessierte aus allen möglichen Foren dort gezielt vorbeischauen könnten. => mehr Verkehr.

Oder ist es so dass bei MT derartiges Philosophieren gar nicht unbedingt erwünscht ist?

Anmerkung: Dies wäre dann ja auch nich irgend ein OT Forum zum rumlabern, sondern ein Sammelgefäss für Fragen welche in den bestehenden Foren für mich einfach irgendwie verloren wirken.

mfg

marcel

Moin,

Aber wieviele solcher Fragen werden denn da gepostet ?! Die meisten solcher Fragen werden im Stammforum gepostet (ist meine Erfahrung!).

Ich meine ... wichtig bei der hohen Verbrennungsgeschwindigkeit des Benzins ... ist auch die HOMOGENITÄT für eine gute Verbrennung nötig. Und die läßt sich schwer realisieren. Folge inhomogener Verbrennung ist ja, wie man auch bei FSI und GDI sieht, das der Schadstoffausstoss dann stark nach oben geht, und spezielle Kats nötig sind.

Die nächste Frage wäre dann, wie Ich finde, welchen Vorteil von so einem Motor hätte man ?

MFG Kester

Warum denkst Du dass die Homogenität schlechter wäre? Beim Diesel konnte das Problem durch sehr hohe Einspritzdrücke gelöst werden. Benzin ist dünnflüssiger als Diesel und sollte entsprechend auch besser zerstäubt werden können (Annahme).

Die Schadstoffproblematik entsteht vorallem im Schichtladebetrieb. Im Homogenbetrieb ist die Belastung viel tiefer.

Was den ev. erforderlichen Kat betrifft, sind ja bei Dieseln de-NOx Kats standard. Wäre ja auch kein Argument.

Vorteile sehe ich in der viel höheren möglichen Verdichtung und dem damit zu gewinnenden Leistungsgrad. Zündanlagen könnten entfallen. Vorglühanlagen wären ev. auch nicht nötig.

Mein Traum wäre ein Motor der die Kraft einen 535d und die Drehfreude eines S2000 kombiniert...

Zitat:

Vorteile sehe ich in der viel höheren möglichen Verdichtung (...)

Zitat:

Mein Traum wäre ein Motor der die Kraft einen 535d und die Drehfreude eines S2000 kombiniert...

Hm, ist das nicht ein Widerspruch in sich?

Einerseits müssen die Materialien recht üppig dimensioniert werden, um der hohen Verdichtung standzuhalten, was mehr Gewicht bedeutet. Das würde aber dann der Drehfreude im Wege stehen. Möglich wäre es sicher, allerdings nur durch den Einsatz von Materialien wie sie im Rennsport zum Einsatz kommen, wie z.B. Titan, was die Sache dann wieder extrem unwirtschaftlich machen würde.

just my 02 ;)

Grüßle

Dominik

War auch etwas überspitzt formuliert. Es müsste sich einfach in dieser Richtung bewegen. Best of both worlds, sozusagen.

Moin Leutz.

Normalerweise sag ich so was ja nicht....abär...

" Wer lesen kann ist klar im Vorteil !"

Also, lest bitte noch mal meinen obigen Beitrag genau durch.

Bitte nicht nur überfliegen. ich habe mir heute morgen viel Mühe gegeben. Es steht fast alles drin daß eine Relevanz zum Thema besitzt.

Es wäre schade wenn ich die einzelnen Punkte noch weiter erläutern müsste.

Es steht wirklich eigentlich alles drin, warum ein Benziner kein Diesel sein kann.

Da der Hubkolbenmotor an sich, nur noch in seiner Peripherie weiterentwickelbar ist, nicht aber in seinem Prinzip, wird es Entwicklungen dieser Art auch nicht geben.

Ganz wichtig, alle nur denkbaren Motorcharakteristiken sind mit der bereits vorhanden Technik bereits verwirklicht worden.

Wirkliche Weiter und Neuentwicklungen stelle ich mir anders vor.

Nur so zum Spaß, wie wäre es Mit einem Hybridantrieb aus Wasserstoffbrennstoffzelle, kombiniert mit Elektroantrieb im Stadtgebiet und einer Wasserstoffgasturbine für Höchstleistung Ausserorts ?

Abgas wäre kein Thema und Leistung schon gar nicht.

Aber tut euch keinen Zwang an.

Entwickelt einen solchen Benzin-Dieselzwitter, bringt ihn zuverlässig zum Laufen, macht ihn langlebig, sparsam, leicht und kraftvoll.

Da würde ich tatsächlich meinen Hut ziehen!

Gruß

Schraubär

@Schraubbär

hi,

Ich habe Deine Antwort durchaus sorgfältig gelesen. War auch sehr interessant, obwohl ich mit den geschilderten Sachverhalten vertraut bin. Nur habe ich die Konkrete Antowrt auf meine Frage nicht gefunden. Aussagen wie:

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Als Selbstzündertreibstoff ist Benzin also absolut ungeeignet da eine gesteuerte Entzündung und Verbrennung nur unter geringen Verdichtungsdrücken möglich ist ( 8 bis 12 Bar.)

Man stünde vor der Aufgabe das komplette fertige Treibstoff-Luftgemisch, bereits vorverdichtet, einem Kolben kurz vor dessen oberem Totpunkt, schlagartig zur verfügung zu stellen.

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vermögen mich aber nicht zu befriedigen. Du sagst einfach pauschal dass Benzin aufgrund der hohen Zündwilligkeit nicht kontrolliert zur selbstzündung gebracht werden kann. Das reicht mir aber als Begründung nicht aus. Ich wäre ja durchaus bereit dies zu akzeptieren, allerdings würde ich gerne noch mehr im Detail darüber wissen.

Und:

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Normalerweise sag ich so was ja nicht....abär...

" Wer lesen kann ist klar im Vorteil !"

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nimm Dir das Ganze nicht zu sehr zu Herzen. Es war wirklich nur ein Gedankenspiel meinerseits. Keine überaus ernste Sache.

p.s: es geht ja auch nicht darum den Benziner zum Diesel zu machen. Diesel bleibt Diesel, Benziner bleibt Benziner. Es würden höchstens Elemente beider Funktionsprinzipien kombiniert.

mfg

marcel

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